机械技术手册 上 第4篇 材料力学PDF电子书下载

第1章 外力、应力及应变 1

1·1 载荷 1

1·1·1 按载荷作用速度分类 1

1·1·2 按载荷分布形式分类 1

1·1·3 按载荷作用方式分类 1

1·2 支承条件及约束反力 1

目录 1

1·3 应力的定义及种类 2

1·3·1 内力和应力 2

1·3·2 平面应力 3

1·3·3 莫尔应力圆 3

1·4 三向应力 4

1·4·1 应力分量 4

1·4·2 应力椭圆体 4

1·4·3 莫尔应力圆（三向） 4

1·6·2 纵向应变 5

1·6·1 变形和应变 5

1·5 平衡方程 5

1·6 应变的定义及种类 5

1·6·3 剪应变 6

1·6·4 体积应变 6

1·7 三向应变 6

1·7·1 应变分量 6

1·7·2 应变分量的坐标变换 7

1·7·3 应变椭圆体 7

1·8 协调条件 7

1·9 对称性及叠加原理的应用 8

第2章 弹性、塑性及蠕变 9

2·1 弹性变形 9

2·1·1 定义 9

2·1·2 弹性模量 9

2·1·3 弹性的基本公式 9

2·1·4 应变能、弹性能 10

2·1·5 弹性理论的定理 11

2·1·6 二维弹性问题 12

2·1·7 三维弹性问题 13

2·1·8 接触应力 14

2·2 应力集中 14

2·2·1 应力集中的一般概念 14

2·2·2 圆孔及球孔的应力集中 15

2·2·3 椭圆孔的应力集中 17

2·2·4 带横槽、纵槽（端部为圆形）及矩形孔（拐角为圆形）的板条的拉伸（压缩）或弯曲 18

2·2·5 由切口引起的应力集中 18

2·2·6 阶梯板条及阶梯圆杆的应力集中 19

2·2·7 其它形状的应力集中 20

2·2·8 防止应力集中造成结构强度恶化的方法 20

2·3 应力强度因子 20

2·3·1 定义和概述 20

2·3·2 具有一个裂纹的无限体 22

2·3·3 中央有裂纹的有限板的拉伸 23

2·3·4 边缘有裂纹的板和梁 24

2·4 热应力 24

2·5 弹性稳定 25

2·6 塑性变形 26

2·6·1 材料的塑性 26

2·6·2 塑性的基本公式 29

2·6·3 塑性的几个一般定理 33

2·6·4 滑移线场理论 34

2·6·5 残余应力 35

2·6·6 塑性屈曲 35

2·7 粘弹性 36

2·7·1 概论 36

2·7·2 线性粘弹性理论的基本公式 37

2·8 蠕变 38

2·8·1 概述 38

2·8·3 塑性解及弹性解的相似 39

2·8·2 蠕变变形分析 39

第3章 材料的强度 40

3·1 静强度 40

3·1·1 概论 40

3·1·2 静强度 43

3·2 疲劳强度 44

3·2·1 S-N曲线及疲劳极限 44

3·2·2 疲劳极限图线 47

3·2·3 各种因素对疲劳强度的影响 48

3·2·4 尺寸效应 49

3·2·5 切口效应 49

3·2·6 压入的影响 52

3·2·7 表面加工的影响 52

3·2·8 腐蚀疲劳 52

3·2·9 积累疲劳损伤 54

3·2·1 0塑性疲劳与热疲劳 54

3·2·1 1高温疲劳 56

3·3 冲击强度 57

3·4 蠕变强度 58

3·4·1 蠕变强度 58

3·4·2 蠕变破坏强度 58

3·4·3 蠕变数据的外推 59

3·4·4 应力及温度变化下的蠕变强度 59

3·4·5 切口杆件的蠕变破坏强度 59

3·4·6 蠕变破坏强度的分析 59

3·5 裂纹材料的强度 60

3·5·1 由静载引起的不稳定破坏 60

3·5·2 疲劳破坏 61

3·5·3 裂纹材料的环境断裂强度 61

3·6 断口显微观察 61

第4章 梁 63

4·1 梁的弯矩和剪力 63

4·4 截面惯性矩和抗弯截面模量 64

4·2 梁的弯曲应力 64

4·3 梁由弯矩引起的转角和挠度 64

4·5 剪力、弯矩、挠度和转角的图表 65

4·6 梁的弯矩及挠度的图解法 65

4·6·1 面矩法 65

4·6·2 图解法 73

4·7 梁在斜弯曲时的应力 74

4·8 梁的弯曲应变能 74

4·9 梁由剪力引起的应力和挠度 75

4·9·1 梁由剪力引起的应力 75

4·9·2 剪切中心 75

4·9·3 梁由剪力引起的挠度 77

4·10 受移动载荷的梁 78

4·11 静不定梁 79

4·11·1 三弯矩方程 79

4·11·3 应变能法 80

4·11·2 叠加法 80

4·12 等强度梁 81

4·13 组合梁 82

4·14 梁的塑性弯曲 82

4·14·1 纯弯曲 82

4·14·2 极限弯矩 83

4·14·3 梁的破坏载荷 83

415 冲击弯曲 83

4·15·1 自由端受冲击的悬臂梁 84

4·15·2 中点受冲击的简支梁 84

4·16 曲梁 84

4·16·1 曲梁的应力 84

4·16·2 κ的图解法 85

4·16·3 曲梁的挠度 86

4·16·4 圆环的弯矩及挠度公式 86

4·17·1梁的横向屈曲 87

4·17 梁的屈曲 87

4·17·3 小曲率曲梁的跳跃 88

4·17·2 梁的其它屈曲形式 88

第5章 平板 89

5·1 受垂直载荷作用的平板 89

5·1·1 平板的弹性弯曲 89

5·1·2 平板的大挠度 97

5·1·3 平板的塑性弯曲 101

5·2 受面内载荷作用的平板 102

5·3 正交各向异性平板 102

5·3·1 正交各向异性平板的平面应力 102

5·3·2 正交各向异性平板的弯曲 102

6·1 短柱 103

6·1·2 截面核心及核心半径 103

6·1·1 短柱受轴向载荷作用时的应力 103

第6章 柱 103

5·4 平板的屈曲 103

6·2 等截面长柱的屈曲 104

6·2·1 在比例极限范围内的柱的屈曲 104

6·2·2 超过比例极限的柱的屈曲 104

6·3 受横向载荷、集中力偶作用的长柱 107

6·4 具有初挠度及受偏心载荷的长柱 108

6·4·1 有初挠度的长柱 108

6·4·2 受偏心压缩载荷的长柱 108

6·5 受轴向与非轴向载荷的长柱的强度 109

6·6 中间受轴向载荷的长柱 109

6·6·1 柱中间承受一个集中轴向载荷的情况 109

6·6·2 柱中间承受匀布轴向载荷的情况（长柱由自重引起的屈曲） 109

6·8·2 受剪切及压缩变形影响的长柱 110

6·8 受剪切及压缩变形影响的长柱 110

6·8·1 受剪切变形影响的长柱 110

6·7·1 变截面长柱的屈曲载荷 110

6·7 变截面长柱 110

6·7·2 等强度及最小重量的长柱 110

6·9 薄壁杆件组合柱的屈曲 111

第7章 轴及扭转 111

7·1 圆轴的扭转 111

7·1·1 弹性变形 111

7·1·2 塑性变形 111

7·2 等截面直轴的扭转 112

7·2·1 弹性变形 112

7·2·2 塑性变形 112

7·3 各种截面轴的扭转 112

7·4·3 型材的扭转 114

7·5 螺旋弹簧 114

7·4·4 组合截面杆件的扭转 114

7·4·1 薄壁管的扭转 114

7·4 薄壁及组合截面杆件的扭转 114

7·4·2 空心杆件的扭转 114

7·6·3 带槽轴的扭转 115

7·7·1 弹性变形 115

7·7 受复合应力的轴 115

7·7·2 塑性变形 115

7·6·2 阶梯轴的扭转 115

7·6·1 有键槽的轴 115

7·6 轴的应力集中 115

7·8 轴的屈曲 116

7·8·1 圆轴的扭转屈曲 116

7·8·2 薄壁圆柱壳的扭转屈曲 116

第8章 圆板、圆筒及球 116

8·1 圆板 116

8·1·1 弹性变形 116

8·1·2 塑性变形 116

8·1·3 旋转圆板 117

8·1·6 旋转圆板的塑性变形 118

8·1·5 特殊形状的旋转圆板 118

8·1·4 等强度旋转圆板 118

8·1·7 旋转圆板的破坏 119

8·1·8 圆板的热应力 120

8·1·9 离心应力，热应力的近似解法 122

8·2 圆筒 125

8·2·1 弹性变形 125

8·2·2 受内压圆筒的塑性变形 126

8·2·3 压力容器的设计标准 127

8·2·4 薄壁圆筒 128

8·2·5 组合圆筒 128

8·2·6 旋转圆筒 129

8·2·7 圆筒的热应力 129

8·3 球 131

8·3·1 受内外压的空心球 131

8·3·2 受内压的空心球的塑性变形 131

8·3·3 薄壁球壳 132

8·3·4 球的热应力 133

第9章 组合结构 133

9·1 序言 133

9·2 刚架结构 133

9·2·1 挠度挠角法 134

9·2·2 力矩分配法 135

9·2·3 刚架的极限分析 137

9·2·4 刚架的屈曲 137

9·3 板场理论 138

9·3·1 剪切场理论 138

9·3·2 张力场理论 140

9·4 薄壁杆件结构 142

9·4·1 杆件的弹性理论 142

9·4·2 杆件的扭转分析 144

9·4·3 杆件的剪切变形分析 145

9·4·4 杆或柱的屈曲问题的公式化 146

9·5 壳体结构 147

9·5·1 壳的理论基础及其分类 147

9·5·2 壳的薄膜理论 148

9·5·3 壳的有矩理论 149

9·5·4 壳的非线性理论 153

9·6 组合结构的屈曲 154

9·6·1 平板的屈曲 154

9·6·2 薄壁杆件的壁面屈曲 157

9·6·3 压缩屈曲后的有效宽度 159

9·6·4 壳的屈曲 160

第10章 有限元法 162

10·1 序言 162

10·2 固体力学中的变分原理 162

10·2·1 小变形弹性问题的基本理论 162

10·2·2 小位移弹性问题的几个变分原理 164

10·2·3 梁和平板的小静变形问题及与其对应的几个变分原理 168

10·2·4 固体力学中的非线性问题及其变分原理 170

10·2·5 几何非线性问题的变分原理 171

10·2·6 材料非线性问题的变分原理 171

10·3 有限元法概论 172

10·3·1 瑞利－里兹法 172

10·3·2 位移法概论 173

10·3·3 有限位移弹性问题的有限元分析 175

103·4 材料非线性问题的有限元分析 175

10·3·5 有代表性的有限单元 176

10·3·6 联立一次方程式和固有值问题的解法 178

10·3·7 有限元法的程序设计 180

10·4 有限元法在机械工程学科中的应用 180

10·4·1 刚架结构和薄板结构的有限元分析 180

10·4·2 非线性问题的分析 182

10·4·3 在应力集中问题和断裂力学中的应用 184

10·4·4 在非结构领域中的应用 186